Kérdés:
Valami hiba lehet a szalagon, mert ha csak pirossal, vagy kékkel vagy zölddel világítok akkor a színek rendben vannak, de mihelyt valamilyen színt akarok kikeverni, a szalag eleje olyan amilyet szeretnék – de a vége felé megváltozik a színe.
5 méterenként meg van táplálva a LED szalagom és a 20. méter végén mégis pár Volttal kisebb a feszültségem mint az elején.
Csináltam már ilyen 20 méteres DRGB szalag rendszert, ott nincs ilyen színeltérés, az rendben működik. Mi a hiba, rossz a szalag?
Kisarkított kísérleti példa a jobb érzékelhetőség kedvéért. 4 tekercs 5 méteres méterenként 60 DRGB LED-es szalag csak egyetlen végpontról megtáplálva.
Válasz:
Alapinformáció:
Azt már sokan tudják, hogy a LED szalagon feszültségesés van, azaz minél vékonyabb a LED szalag, és minél nagyobb teljesítményre tervezett a LED rajta, akkor minél távolabb vagyunk a bekötési ponttól annál gyengébben fog világítani. Tehát minél sűrűbb a betáplálás, annál egyenletesebb és erősebb fényt kapunk. Csak ennyit tapasztalunk az egyszínű LED szalagok esetében, akár fehér, akár csak piros, zöld, vagy kék.
Az kevesekben tudatosul, hogy RGB LED szalag esetén a távolabbi bekötési pontnál nem csak a fényerő hanem a színárnyalat is változni fog. Ennek az oka, hogy a 3 alapszín LED-nek más más az úgynevezett nyitófeszültsége. Ha egy 12 Voltos működésre tervezett LED szalagnak a tápellátását csökkentjük, akkor először a kék LED fog halványulni, majd a zöld LED és végül a piros LED is elalszik, ha a feszültségcsökkenés a nyitófeszültség alá ér.
Nézzük részletesen.
A fenti képen is szereplő 4 tekercs DRGB LED szalag összes névleges fogyasztása 4x72Watt, ezt természetesen akkor sem érné el, ha az összes tekercset mindkét végéről megtáplálnánk. Azt hogy a méterenkénti 14,4 Wattos fogyasztást milyen sűrűségű tápbekötésekkel érné el a szalag azt a gyártók nem teszik közzé, mint ahogy ebben az esetben sem. Azt azért tudjuk, hogy minél minőségibb egy LED szalag, egy 5méteres tekercs mindkét végről történő megtáplálásával annál inkább megközelíti a névleges fogyasztást. Itt a képen látható DRGB szalagok miatt ennek minőségi megítélését tovább nehezíti a termék DRGB jellege, mert a fix fehér fényre állítással nem biztos, hogy az általunk logikusnak gondolt maximális fogyasztáshoz jutunk, hiszen ez attól is függ, hogy hogyan programozták be a DRGB vezérlőt. Előfordulhat olyan, hogy a legnagyobb fogyasztást valamilyen fényfuttatási effekthez talált ki a program megalkotója.
De kanyarodjunk vissza az alábbi képhez.
Minimális fényerőre állítva, fix fehér fénnyel világítva
Itt a szalag vezérlőjét fix fehér fényre állítottam, és a fényerőt a minimálisra vettem le. (Ugye nem lepődik meg senki azon, hogy az RGB fehér az jégfehérnek látszik.)
A képen látható világításnak az összfogyasztása 10 Watt. Azaz végig jégfehér a szalag, a túlvége felé látszik a fényáram csökkenés de a szín végig egységes. Ebből arra következtetünk, hogy a feszültségesés, nem olyan jelentős mértékű, hogy az színváltozást is eredményezzen. Azaz a LED szalag keresztmetszete még elégséges ehhez a teljesítményhez.
A bekötési pontnál 12 Voltos tápellását a 10Wattos összfogyasztás mellett a 20. méter végére 10,4 Voltos lett.
Maximális fényerőre állítva, fix fehér fénnyel világítva
Átállítottam maximális fényerőre a fix fehér fényt, és lett 32 Watt fogyasztás, ugye ennek a szalagnak az importőr által megadott névleges fogyasztása 14,4 Watt méterenként amelyet talán csak egy ideálisan sűrű megtáplálás esetén érne el, akkor a fogyasztása maximum 288 Watt lenne.
A szalagból kb. 4 méter a valóban hidegfehér. A fényképen nem látszik, de az első tekercs közepe is elkezd sárgulni. Azaz már ott olyan mértékben csökken a feszültség, hogy ezt a kék LED jelzi legelőször, hiszen a kék LED nyitófeszültsége a legmagasabb. Azaz a szalag keresztmetszete nem tudja biztosítani a működéshez szükséges teljesítményt. A 2. tekercs egyértelműen sárga, tehát a kék LED már nem tud értékelhető fényárammal világítani. A 3. tekercs már vörös, azaz már a zöld LED sem bír működni, csak a vörös, mert a vörösnek a legalacsonyabb a nyitófeszültsége. A 4. tekercsen a vörös is gyengén világít, mert már nagyon közel van a nyitófeszültséghez, sőt a tekercs közepe alig világít, vélhetően az 5. tekercs már alig pislákolna. A 20. méter végére 6,7 Volt lett a 12 Voltból.
A bekötési pontnál 12 Voltos tápellátás a 32 Wattos összfogyasztás mellett a 20. méter végére 6,7 Voltos lett.
Nézzük meg ha csak két színt keverünk kedvezőbb-e a látvány!
Fix narancssárga fényre állítva, dedikált narancssárga gomb a távirányítón
Fix türkiz fényre állítva, dedikált türkiz gomb a távirányítón
Fix lila fényre állítva, dedikált lila gomb a távirányítón
Ez csak egy kisarkított példa arra, hogy lássuk, a LED-színek eltérő nyitófeszültsége miatt színkeverések esetén, egy nem kellően sűrű tápbekötés hogyan változtatja meg a kiinduló színeket.
Még látványosabb egy nagy-teljesítményű (méterenkénti 18Wattos), de csak 5 Voltos DRGB szalag esetében, ahol már 20 méter helyett 2 méternél is megtapasztalhatjuk ezt a látványt, és igen a digitális szalagoknál látványosabb ez a hibás tápbekötés.
Joggal merülhet fel a kérdés, hogy mi a helyzet az analóg szalagok esetében.
RGB-NW LED szalag közvetlenül működtetve mind a 4 színcsatornán
Az alábbi képen 4 tekercs, azaz 20 méter RGB-NW LED szalag látható. Azaz méterenként 30 db RGB és 30 db középfehér chipet tartalmaz. A névleges fogyasztása 8 Watt méterenként, azaz a 20 méter névlegesen 160 Watt lenne. Vezérlő nélkül működtetve, azaz nincs benne a vezérlő mixeléséből eredő teljesítmény csökkenés. Tehát egy végről van bekötve a 20 méter, és mind a 4 színcsatorna működik. Ebből eredően közel hidegfehér fénnyel kellene világítania, hiszen az RGB fehér az hidegfehér, míg a minden második fehér chip az középfehér. Tehát az elméleti 160 Watt helyett a képen lévő konstrukció mindössze 25,5Watt összteljesítményt produkált.
Az első tekercs elég korrekten hidegfehér, a második tekercs közepe már zöldül, azaz a 9. méternél már inkább zöld, majd utána sárgászöld egyre gyengülő fényt produkált.
Ez miért nem jutott el a pirosig? vélhetően a szalag keresztmetszet és a rajta lévő LED teljesítmény arány kedvezőbb. Ugye ez névlegesen is csak 8Watt méterenként, nem úgy mint a fenti DRGB ami névlegesen 14,4 Wattos. Ráadásul a 8 Wattból 4,2 Watt a fehér chip-é és ugyan a fehér chip soha nem fog színesedni, csak gyengülni. A lényeg, hogy a bekötésnél mérhető 12 Volt a 20. méter végén 7,3-8,8 Voltra csökkent, azaz kevésbé mint a DRGB (ami itt mérve) 6,7 Volt volt. Azaz 8 Volt körül még nyitófeszültség felett van a zöld, ezért még sárgászöld a szalag vége és nem piros.
No meg analóg színkeverésnél a piros gyengébb mint a zöld és valójában sárgát kellene látnunk, de emiatt a sárga az csak sárgászöld – de ez más téma. Ha megfigyeljük, az utolsó 2 tekercsen a fehér chip sem világít már, nem csak a kék.
A bekötési pontnál 12 Voltos tápellás a 25,5 Wattos összfogyasztás mellett a 20. méter végére 7,3-8,8V Voltos lett. A feszültség változó a 4 színcsatornán, a fehér a legmagasabb a piros a legalacsonyabb.
Hogy konkrétan az érdeklődő kérdésére is összefoglaltan válaszoljak:
A leírtak alapján arra tudok gondolni, hogy hiába történt meg az 5 méterenkénti tápbekötés, valahol elég egy bekötési hiba és ott az 5 méterenkénti bekötés rögtön 10 méteressé válik. Vagy az is előfordulhat, hogy a gerincvezetékben van folytonossági hiba (egy Wago-t rosszul csíptettünk és szigetelést fog), így egy szakaszon, csakis szalagon megy a kraft és majd a szalagról a következő tápbekötésnél visszamegy a gerincvezetékre.
Ha nincsenek ilyen hibák, akkor azt kell feltételeznem, hogy a gerincvezeték keresztmetszete kevés – legalább 2×0,75-ös kellene – bár én azt a keresztmetszetet úgy szoktam javasolni, hogy a gerinc túlvégét is bekötjük a tápba, azaz egy kör kialakításakor logikus és akkor ez rögtön 2×1,5-össé válik. Ha egyenes vonalban telepítünk, egy végen bekötött gerincvezetékkel, akkor ennek 2×1,5-ös a megfelelője.
